Введение к работе
Актуальность проблемы. Изучение эмиссии СОг из почв в атмосферу тесно связано с проблемой парникового эффекта и глобального изменения климата Прогноз содержания в атмосфере углекислого газа строится на расчетах баланса углерода, который определяется соотношением между поглощением атмосферного СО2 в процессе фотосинтеза и выделением его в результате деструкции органического вещества (Заварзин, 1993, Заварзин, Кудеяров, 2006)
Продуцирование углекислого газа и выделение его в атмосферу является важнейшей функцией почвенного покрова, называемой дыханием почвы (Lundergardh, 1924) В глобальном масштабе поток почвенного СОг оценивается приблизительно в 68-75 Pg С-СО2 в год, что более чем на порядок превосходит количество СОг, выделяемого при сжигании топлива (Заварзин, Кудеяров, 2006) Наряду с продуцированием углекислого газа почва является мощным резервуаром органического углерода Почвы планеты содержат в два раза больше С, чем атмосфера 1500 и 750 Pg С, соответственно (IPCC, 1990)
Поток углекислого газа из почв в течение года и, особенно, в течение холодного периода к настоящему времени исследован недостаточно Остается малоизученной и величина вклада корневых систем растений в суммарный годовой поток почвенного СОг, а также ее динамика в течение года
Цель работы - изучить многолетнюю динамику выделения С02 из серой лесной и дерново-подзолистой почв, оценить вклад различных источников С02 в его суммарный поток из почвы
Задачи исследования:
изучить сезонную и годовую динамику выделения СОг из почв под лесом, лугом и агроценозом,
определить вклад различных сезонов в суммарный годовой поток СОг из почвы,
оценить влияние гидротермических факторов и типа ценоза на интенсивность выделения СОг,
сравнить методы, позволяющие разделить поток почвенного СОг на корневое дыхание и дыхание почвенных микроорганизмов,
рассчитать вклад дыхания корней и дыхания почвенных микроорганизмов в суммарный поток СОг из почвы в течение года,
оценить баланс углерода в исследуемых экосистемах
Научная новизна. Впервые т situ изучена многолетняя эмиссия СОг из почвы. Основываясь на круглогодичных непрерывных измерениях интенсивности выделения диоксида углерода из почв южного Подмосковья, детально изучена годовая динамика эмиссии СОг и установлено, что выделение СОг из почв наблюдается в течение всего года Показано, что интенсивность
дыхания почвы в зимний период в 3-7,5 раз ниже, чем в летний Получены оценки годовых потоков СОг из почв, определена их межгодовая вариабельность и взаимосвязь этих потоков с погодно-климатическими условиями На основе проведенных наблюдений впервые было показано, что эмиссия С02 в холодный период года составляет существенную часть суммарной годовой эмиссии (от 12 до 44%), которая должна учитываться при расчетах годового баланса углерода в наземных экосистемах
Установлено, что вклад корней в общую эмиссию С02 из почвы изменялся в течение года от 1 до 51% в зависимости от типа ценоза и времени года, в среднем в течение теплого периода составляя 40 и 27%, а в течение холодного периода - 29 и 11% в луговом и лесном ценозах, соответственно
Научное и практическое значение работы. Результаты исследований использованы для оценки глобальных потоков углерода из почв на территории России Полученные данные могут быть положены в основу разработки математических моделей эмиссии парниковых газов из почвы. Предполагается их использование для составления углеродного баланса на территории Российской Федерации в связи с выполнением обязательств по Киотскому протоколу
Апробация работы. Результаты исследований автора были представлены на 4-й Пущинской конференции молодых ученых «Физико-химические и биологические проблемы почвоведения» (Пущино, Россия, 1999), П-й Всероссийской научной конференции студентов и молодых ученых «Агроэкология и устойчивое развитие регионов» (Красноярск, Россия, 2000), I, И, и Ш-ей Международных конференциях «Эмиссия и сток парниковых газов на территории Северной Евразии» (Пущино, Россия, 2000, 2003; 2007), 7 и 8-й Пущинских школах-конференциях молодых ученых "Биология - наука XXI века" (Пущино, Россия, 2003, 2004), 10-й международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам "ЛОМОНОСОВ - 2003" (Москва, Россия, 2003), съезде немецкого общества почвоведов (Франкфурт на Майне, Германия, 2003), на конгрессе «Eurosoil» (Фрайбург, Германия, 2004), 7-й международной конференции по С02 (Боулдер, США, 2005),
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 статей в рецензируемых журналах, 7 статей в сборниках и 25 тезисов конференций.
Структура и объем работы. Диссертация включает введение, обзор литературы, описание объектов и методов исследования, обсуждение результатов, выводы, список литературы и приложения Материалы диссертации изложены на 163 страницах, содержат 13 таблиц, 25 рисунков Список литературы включает 247 наименований, в том числе 181 на иностранных языках
Похожие диссертации на Многолетняя динамика эмиссии CO2 из серых лесных и дерново-подзолистых почв
